Коллектор и расходомер, элементы оборудования
Ротаметр — это измерительный прибор, показывающий затраты теплоносителя, сколько его проходит через точку подсоединения за единицу времени.
Теплый пол с жидкостной системой состоит из следующих составляющих:
- контур — трубки (петли, змеевик), по которым движется тёплая вода. Не обязательно, но желательно, чтобы протяженность змеевиков и методы их укладки были идентичными, что упростит балансировку;
- клапаны подводки. Имеются в виду основные краны, которыми можно полностью перекрыть поток от источника;
- насос. Горячая вода циркулирует благодаря ему;
- коллектор, а точнее, коллекторная группа с расходомером. Именно данная часть является блоком управления, отвечает за распределение теплоносителя по контурам. На ней также установлены термостаты с клапанами, манометры.
Как видим, ротаметр устанавливается именно на коллекторе, и это логично, учитывая описанную нами выше схему, поскольку там возникает смешивание воды от котла и обратки, происходит ее распределение.
Пример температурной схемы:
Особенности расходомеров коллектора
Характеристики технических сторон ротаметров для теплых полов:
- функционируют полностью автономно, не требуют каких-либо источников питания;
- дают возможность использовать теплоноситель в максимальных объемах при минимально возможном расходе. Таким образом, в помещении, квартире, доме, еще больше понижаются энергозатраты остальных нагревателей, иного отопления. А также освобождаются дополнительные ресурсы, которые можно применить на другие цели;
- приборы способные обеспечивать полный контроль над количеством теплоносителя, поступающим в трубки отопительного контура пола;
- монтаж чрезвычайно простой: изделие вкручивается в уже существующее под него посадочное место в коллекторе. Такая же элементарная балансировка: вентилем, регулировочными кольцами. При этом выставленные уровни видны на шкале;
- не требует особого обслуживания. Единожды выставленное положение поршня держится, пока его не изменит пользователь.
Важной особенностью является то, что расходомер устанавливается вместе с коллектором — эти два узла взаимосвязанные, именно ими контролируют, эффективно и просто настраивают, балансируют водяной отапливаемой пол
Правила выбора аргоновых редукторов
Приборы разрабатываются и производятся в соответствии с ГОСТ 12.2.008 и ГОСТ 13861. Основными критериями выбора аргонового редуктора считаются:
- Наибольшая пропускная способность (относительно аргона этот показатель всегда устанавливается в л/ч, а не в м3/ч, что необходимо учитывать применительно к шкале манометра).
- Необходимость в подогревателе.
- Максимальное давление газа в МПа.
- Номинальное давление газа в МПа.
- Возможность работы с альтернативным источником (например, с углекислотой).
В последнем случае необходимо учитывать, что рекомендуемое давление для аргона составляет 0,5…1,0 МПа, в то время, как для углекислого газа оно может достигать 2,5 МПа. В лучшем положении будут находиться владельцы универсальных редукторов типа АР-40/У-30: там в манометрах конструктивно предусмотрено калиброванное отверстие – дюза, наличие которой позволяет более точно определять расход газа
Осторожно следует подходить к выбору редуктора, если в перспективе предполагается использование аргоново-углекислотной смеси: в этом случае номинальное давление и расход возрастают на 40…50%
Ротаметр. Определяем текущий расход воды и газа
Как правильно выбрать продувочный пистолет?
Мембранный расходомер
Это одни из наиболее простых приборов измерения расхода. Принцип их работы основан на перемещении мембран измерительных камер по мере поступления в них газа. Впуск и выпуск газа вызывает движение стенок камер, что в свою очередь приводит в движение счетный механизм. Число сокращений и расширений камер при этом пропорционально объему проходящего через прибор газа.
Данные приборы обладают широким диапазоном и относительно недороги, однако из-за невысокой точности, неустойчивости к повышенному давлению и невозможности измерения больших расходов, они являются практически неприменимыми в промышленной сфере.
Технические характеристики и документация на ротаметры
GR-065
Внимание: с 1.1.2021 г. данная серия больше не поставляется!Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPTПредел измерения, л/мин: 0,002…43,3Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 12 / -20…+ 90Материал / Среда измерения: Нержавеющая сталь, стекло / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
GR-150
Внимание: с 1.1.2021 г. данная серия больше не поставляется!Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPTПредел измерения, л/мин: 0,004…444Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 12 / -20…+ 90Материал / Среда измерения: Нержавеющая сталь, стекло / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-020
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPTПредел измерения:для воды: 5,0 cm3/мин…80 л/часдля газа: 0,04 л/мин…25 л/минПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Латунь, нержавеющая сталь / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-040
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPTПредел измерения:для воды: 0,2 л/час…220 л/часдля газа: 0,1 л/мин…100 л/минПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Латунь, нержавеющая сталь / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-050
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1» NPTПредел измерения:для воды: 2 л/мин…75 л/миндля газа: 100 л/мин…3000 л/минПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Латунь, нержавеющая сталь / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-044
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/4» NPTПредел измерения:для воды: 4 л/час…230 л/часдля газа: 200 л/час…8500 л/часПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Пластик, алюминий / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-047
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/2» NPTПредел измерения:для воды: 2 л/мин…2400 л/часдля газа: 80 л/мин…90000 л/часПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Пластик, алюминий / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
UK-048
Без выходного сигнала (только визуальная индикация)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба 3/4» NPTПредел измерения:для воды: 5 л/мин…4200 л/часдля газа: 150 л/мин…132000 л/часПредельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 6 / -20…+ 65Материал / Среда измерения: Пластик, алюминий / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
VL
Внимание: с 1.1.2021 г. данная серия больше не поставляется!Визуальная индикация + выходной сигнал: герконовый замыкающий контакт
Подключение к процессу: Внутренняя резьба G 1/2…1»Предел измерения, л/мин: 0,1…50Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 / -20…+ 100Материал / Среда измерения: Латунь, нержавеющая сталь / Вода; Масло, газы и агрессивные среды по запросу
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
GK
Без выходного сигнала ( опционально: герконовый замыкающий контакт)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба Rp 3/8 … 1» или приклеиваемая муфта Ø 16 … 32 ммПредел измерения, л/мин: 2…650Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 или 15 / -20…+ 60 (100)/ или +5…+ 60Материал / Среда измерения: Ковкий чугун или пластик / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
GKL
Без выходного сигнала ( опционально: герконовый замыкающий контакт)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба Rp 1…2» или приклеиваемая муфта Ø 32…63 ммПредел измерения, л/мин: 1,3…4150Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 или 15 / -20…+ 60 (100 или +5…+ 60)Материал / Среда измерения: Ковкий чугун или пластик / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
Примечание:ГОСТ-сертификаты на компоненты для гидравлических и пневматических линий фирмы HONSBERG в наличии!
Назначение
Ротаметры для воды предназначены для измерения объемного расхода жидкости (воды). По сути это поплавковые расходомеры.
В системе водоподготвки ротаметр, или несколько ротаметров, необходимы для получения воды с требуемыми параметрами на выходе из системы. То есть.
Вода №1 с параметрами X выходит из фильтра-обезжелезивателя и поступает через ротаметр на узел подмеса.
Вода №2 с параметрами Y выходит из фильтра-умягчителя и подается, проходя через ротаметр на узел подмеса.
Ротаметр в системе водоподготовки
Зная скорость потока воды №1 и воды №2 (регулируются вентилем – измеряются ротаметром), а так же параметры вод можно с помощью узла подмеса получать воду с необходимыми значениями. Например, на выходе нужна вода — 1 градус жесткости.
Большинство бюджетных ротаметров имеют требования к качеству воды:
- температура воды от +5 до + 50 градусов Цельсия;
- отсутствие в воде крупнодисперсных частиц;
- давление воды на входе 1 – 5 Мпа (зависит от конкретной модели);
- температура воздуха от +5 до + 50 градусов Цельсия;
- относительная влажность от 30 до 80%.
Ротационный расходомер
В измерительной камере ротационного расходомера находятся два ротора, расположенные поперек потока и соединенные шестернями так, что одним краем каждый ротор касается стенки камеры, а противоположным – другого ротора. При поступлении воздуха роторы под его напором приходят в движение и начинают обкатываться друг по другу, отсекая определенные порции газа так, что каждый оборот соответствует определенному объему. Счетчик посредством механической передачи фиксирует число вращений роторов, а затем это значение переводится в значение объема. Данные расходомеры имеют широкий диапазон, низкую погрешность и высокую стабильность, однако крайне восприимчивы к загрязнению, имеют подвижные части и могут использоваться только для относительно малых диаметров.
Редуктор
Однокамерный и двухкамерный (двухступенчатый) регулятор давления с последовательным расположением полостей снижения давления настраивается поворотом ручного регулятора изменения потока подачи СО2.
Манометр на входе регистрирует давление двуокиси углерода в баллоне. Второй – в камере регуляции, сети раздачи угольного ангидрида. Не ограничиваясь функцией регистратора изменений, редуктор работает как стабилизатор выходного давления.
Расход диоксида углерода в баллоне не должен влиять на то, какое давление углекислоты должно быть при сварке полуавтоматом. Мембрана редуктора занимает позицию пропуска газа в полость камеры снижения рабочего давления при первичной настройке. Изменение параметров напряжения управляющей пружины приводит в действие противоположную регулировочную пружину.
Площадь открытого сечения впускного клапана плавно меняется в сторону увеличения, но расход углекислоты при сварке полуавтоматом остаётся прежним. Постоянство либо изменение выходного давления корректируется по текущему показанию манометра регулировочным винтом.
Манипуляциями входящего в комплектацию шарового крана ведётся уточнение величины газоистечения. Расходная шайба с дюзой корректируют выпуск по величине значения давления в рабочей камере.
Защитой пневморедуктора занимается вмонтированный предохранительный клапан. Скачок давления приведёт к разрыву мембраны. Потеря герметичности входным штуцером с увеличением пропуска газа ведёт к превентивному запиранию системы.
Пневморедукторы классифицируются по количеству ступеней выравнивания давления (камер). Двухступенчатый редуктор с последовательным снижением давления в неотапливаемом помещении в зимнее время незаменим.
Разделение пневморегуляторов по условиям использования:
- сетевые – работа в стационарной сети углекислотной станции;
- рамповые – обслуживание многопостовых участков.
Важно! Использование редуктора на наклонённом, лежачем баллоне недопустимо!
Взаимозаменяемость кислородного и углекислотного
Конструктивно они сходны, а заменяемость частична. Кислородный редуктор рассчитан на давление в 2,5 раза выше, эксплуатационные требования жёстче. Диоксид углерода химически нейтрален и не повреждает мембрану. А углекислотный на кислородном баллоне долго не выдержит именно из-за разрушения мембраны.
Но применение не по назначению будет ошибкой. При сварке с диоксидом углерода кислородный редуктор замерзает. Коэффициент расширения углекислоты приводит к понижению температуры на редуцирующем клапане до –60 С. Кристаллизация влаги приведёт к выходу из строя устройства.
Требования взрывобезопасности диктуют ставить на кислород редуктор с накидными гайками. Баллон углекислотный позволительно крепить хомутом – утечка не приведёт к пожару.
УР 6-6
Среди многообразия редукторов выделяют компактный универсальный стрелочный УР 6-6 с калиброванным жиклёром. Пригоден для регуляции подачи аргона, иных газов и смесей с предельной долей кислорода до 23% на газобаллонном оборудовании 20–50 л. Ударопрочный корпус выполнен из латуни. Рекомендовано подключение электроподогревателя.
Технические характеристики:
- встроен очистной фильтр во впускной клапан, противодействующий обратному стравливанию в баллон;
- входное давление – до 20 МПа;
- пропускная способность – до 1,8 м3/час. (30 л/мин.);
- рабочее давление – 0,35 МПа;
- предел неравномерности рабочего давления – 4%
- вес – 0,7 кг;
- считается самой экономичной моделью.
С ротаметром
Гарантируется точность управления и показаний газопотока
Манометр указывает единицы расходования. Прибор настроен и уточняющие регулировки нежелательны. Двухротаметрные редукторы предназначаются для защиты шва химически активных металлов с обеих сторон.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РОТАМЕТРОВ
На примере «ЭМИС» -МЕТА 215»
Ротаметры производства ЗАО «ЭМИС» выпускаются в двух основных вариантах – с горизонтальным и вертикальным расположением на трубопроводе. В состав входят два узла – измерительный и узел индикации.
Принцип работы ротаметра заключается в следующем: поток жидкости, пара или газа воздействует на поплавок и заставляет его передвигаться по проточной части прибора. В итоге расстояние между поплавком и конической трубкой становится больше, а гидравлическая сила воздействия на поплавок — меньше. В определенный момент гидравлическая сила и сила тяжести компенсируют друг друга (сила воздействия пружины, если ротаметр горизонтального типа), и движение поплавка прекращается. Расстояние, на которое он успевает переместиться, показывает текущий расход. Полученное значение поступает на узел индикации. Стрелка индикатора показывает мгновенный расход по шкале, а на жидкокристаллический дисплей выводятся показатели мгновенного расхода и накопленного значения.
Однако, по желанию заказчика, прибор может быть изготовлен с аналоговым токовым сигналом и цифровым протоколом HART. Также при отсутствии ЖК-дисплея и выходного сигнала возможно применение до двух настраиваемых предельных выключателей.
Когда стрелка индикатора будет достигать верхнего или нижнего предельного выключателя, произойдет их срабатывание. Сигнал от предельных выключателей обычно используют для световой/звуковой сигнализации или для включения других электронных устройств. Для установки нового значения предельного выключателя достаточно ослабить винт, переместить выключатель в нужную позицию, после чего вновь затянуть винт.
Магнитные ротаметры (с металлическим корпусом)
Успешно используется там, где нельзя применить ротаметры с колбой из стекла или пластмассы. Например, их можно использовать для измерений расхода потока темных жидкостей, в которых невозможно увидеть поплавок, таких как: чернильная паста или красители. Ротаметры с металлическим корпусом используются также в системах с высоким давлением и температурой, поскольку металл прочнее стекла или пластмассы.
Работает он также, как и ротаметр со стеклянной или пластмассовой колбой, за исключением того, что у ротаметра с металлической колбой для получения показаний о высоте поплавка имеется специальный механизм.
Ротаметр с металлическим корпусом
Регулятор расхода ProControl Ar/ CO2 c ротаметром PCARV0059
Регулятор расхода ProControl Ar/ CO2 c ротаметром PCARV0059
Регулятор расхода баллонный одноступенчатый для Аргона и Углекислоты. Вход: G3/4″, Выход: G1/4 Давл.вход.,бар: 200; Расход газа, л/мин: 3-30 Манометр 63 мм; Вентиль-дозатор; Евро стандарт
Подходит для использования с баллонами повышенного давления 200 атмосфер.
Редукторы баллонные GCE ProControl имеют массивную конструкцию, пригодную для ежедневного использования в цехах под крышей, а также для наружного использования. Их вертикально ориентированная конструкция повышает безопасность при манипуляции. Материал, использованный для изготовления редукторов , всегда выбран так, чтобы он был совместимым с конкретным типом газа. Каждый редуктор перед выходом с монтажной линии индивидуально отрегулирован и протестирован. Все редукторы были разработаны, изготовлены и протестированы в Европе с использованием более чем столетнего опыта группы GCE в производстве изделий этого типа. Вместе с тем во время всего процесса от разработки до изготовления были применены также новейшие технические знания. Редукторы газовые GCE ProControl отвечают требованиям, установленным нормой ISO 2503.
СВОЙСТВА
- Высокопроизводительный редуктор, пригодный для всех стандартных вариантов использования технических газов
- Безопасная конструкция, отвечающая норме ISO 2503
- Хорошая защита манометров с задней крышкой, которая предотвращает повреждение и попадание загрязнений
- Продлённый срок службы, приносящий экономию с точки зрения сервиса, запасных частей и общей замены
- Герметичный механизм регулирования, обеспечивающий точность и стабильность параметров
- Простое обслуживание, благодаря эргономичной компоновке
- Манометры с точностью, отвечающей норме ISO 5171, высококонтрастной стрелкой и шкалами в трёх самых широко используемых единицах измерения для лучшего контроля давления газа
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
- Отличная стабильность выходного давления
- Эргономичный и массивный дизайн
- Высокая производительность
- Прекрасные параметры
- Безопасность при работе с кислородом
- Доступность запасных частей
- Доступные варианты для всех технических газов в баллонах под давлением с давлением заполнения до 300 бар
- Доступные принадлежности – защита от обратного удара, устройства экономии газа
- Пригодный для всех стандартных вариантов применения технических газов в баллонах под давлением
- Отвечает нормам EN ISO 2503, ISO 5171, ISO 9536, ISO 9090, ISO 5145
Устройство ротаметра
Устройство ротаметра для визуального считывания информации, показано на Рис. 2.
Поплавок выполнен в виде цилиндра с обтекаемой формой. Верхняя часть поплавка содержит косые вырезы. Благодаря им набегающий поток заставляет вращаться и занимать устойчивое положение поплавок по принципу гироскопа, тем самым избегая трения о боковые стенки цилиндра. Показания считываются по верхнему срезу индикатора.
Рис. 2
Металлические ротаметры (Рис. 3) включают в себя металлическую трубу с переменным сечением 1, внутри которой располагается поплавок 2 с закрепленным на нем постоянным магнитом 3. Под воздействием постоянного давления (например, протекающей жидкости) поплавок занимает определенное положение, определяемое равными величинами силы тяжести с одной стороны и силы Архимеда и давления – с другой стороны. Также ферромагнитная шайба из стали закреплена на стрелке указателя расхода. Под воздействием магнита поплавка возникает отклонение стрелки. Шкала размечена под определенную жидкость или газ. Такие ротаметры в автоматизированных системах снабжены преобразователем угла поворота в напряжение или в цифровую форму.
Рис. 3
Конструкции наиболее распространённых редукторов для аргона
У нас в стране наибольшее распространение получили редукторы от торговой марки REDIUS линейки АР: АР-30 и АР-40 (популярны также модификации АР-40-2 и АР-30-2, комплектуемые двумя ротаметрами: под углекислоту, и под аргон). Они представляют собой одно- или двухступенчатые редукторы, которые рассчитываются на пропускающую способность газа соответственно 30 и 40 кубометров в час. Для обеспечения надлежащей точности показаний, а также с учётом высокой плотности аргона редукторы устанавливаются строго в вертикальном положении. Климатический диапазон применения -25…+45ºС.
Незначительными конструктивными изминениями отличаются предназначенные для тех же целей аргоновые редукторы БАРО 50-4 производства Алтайского агрегатного завода.
Аргоновый редуктор (точнее – универсальный газовый регулятор расхода) представляет собой узел, составными частями которого являются:
- камера для регулирования давления;
- манометр;
- ротаметр для управления расходом аргона;
- ротаметр для управления расходом углекислоты.
Ротаметры размещаются последовательно, и снабжены отдельными запорно-присоединительными элементами. Это позволяет сварщику при необходимости отключать тот или иной ротаметр, и снижать потери давления газа при работе.
Такие редукторы позволяют также автоматически поддерживать расход аргона на определённом уровне. Например, для снижения расхода пользователь частично закрывает вентиль в камере, в результате чего снижающееся давление газа опускает нажимную пружину, которая перекрывает трубопровод. Для того чтобы исключить возможную негерметичность клапана, в аргоновых редукторах предусмотрена установка двух фильтров.
Для облегчения эксплуатации аргоновых редукторов при пониженных температурах окружающего воздуха к ротаметру можно последовательно подключить блок подогрева.
Цена двухступенчатых устройств, в зависимости от их комплектации, составляет 2000…2300 руб., в то время как одноступенчатый аргоновый регулятор модели АР-40 КР-1-м-Р1 можно приобрести всего за 1200 руб.
Для определения расхода жидкости или газа за заданный промежуток времени применяются ротаметры.
Название происходит от английского rotate – вращаться, связанного с тем, что индикатор прибора находится в постоянном вращении. Брэнд rotameter был зарегистрирован в Англии.
Впервые принцип работы прибора (специальная форма корпуса и поплавка) был описан немецким изобретателем Карлом Куперсом в 1908 году. К. Куперс затем запатентовал ротаметрический измеритель переменного расхода жидкости или газа.
В простейшем случае ротаметр представляет собой стеклянный, расширяющийся сверху цилиндр, внутри которого находится индикатор – поплавок, в виде шарика из устойчивой к агрессивным средам пластмассы или металла (Рис. 1). Ротаметр устанавливается всегда вертикально.
Проходящий снизу вверх поток жидкости или газа поднимает поплавок на некоторую величину. В виду того что сечение оболочки неодинаково возникает момент, когда сила тяжести, действующая на поплавок, уравновесит давление потока.Чем больше расход измеряемого вещества, тем более высокое положение займет поплавок. На стенки цилиндра нанесены деления, которые показывают расход проходящей жидкости или газа. При устойчивой высоте поплавка возможно получение величины расхода. В простейших ротаметрах показания снимаются визуально. Стоит отметить, что при визуальном считывании имеет значение и прозрачность проходящей жидкости. Герметичность ротаметра не позволяет непосредственно измерить положение поплавка электрическим путем. Для преобразования высоты поплавка в электрические величины применяют магнитные или оптические датчики положения.
Рис.1
Корпусом для ротаметров, используемых для небольших давлений служит стекло или пластик, при давлении от 6,4 Мпа до 70 применяются ротаметры с корпусом из металла.